30高速铁路设计规范条文说明(7桥梁)091027

7.1.1 客运专线铁路车流量大，技术标准高，为保证列车正常运行不受限制，桥涵的洪水频率标准，按我国铁路干线最高等级的Ⅰ级干线标准办理。

7.1.2 客运专线上的桥梁设计，除须满足一般铁路桥梁的要求外，还需满足一些特殊的要求，这是因为在列车高速运行条件下，结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料疲劳、列车运行噪声、结构耐久性等问题都与普通铁路不同。

所以，桥梁结构必须具有足够的强度和刚度，必须保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态，使客运专线铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用，具备良好的动力特性。

再一方面，高速列车的运营要求较高，能用于检查、维修的时间有限。

因此，从总体上来说，客运专线铁路上的桥梁结构应构造简洁，规格和外形力求标准化，消除构造上的薄弱环节，使得便于施工、建造质量容易得到控制，达到少维修的目的。

7.1.3 国内外大量桥梁的使用经验说明，结构的耐久性对桥梁的安全使用和经济性起着决定的作用。

经济合理性应当使建造费用与使用期内的检查维修费用之和达到最少，片面地追求较低的建造费用而忽视耐久性，往往会造成很大的经济损失。

因此，客运专线铁路的桥梁结构，设计中应十分重视结构物的耐久性设计，统一考虑合理的结构布局和结构细节，强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用。

从而满足结构设计使用年限100年的要求。

7.1.4 国家和铁道部都颁布了较多的关于工程材料的规范和规定，国内由于地域比较辽阔，特别针对特殊气候条件如高原高寒地区也都根据当地情况制定了特定的规定。

在设计中应重视材料的合理选用及设计，这是保证结构具有长期耐久性的根本。

7.1.5 各国已建成的高速铁路中，预应力混凝土桥梁的数量占有绝对优势，这是因为与其他混凝土建桥材料相比，预应力结构具有一系列适合高速铁路要求的特性，如刚度大、噪音低，由温度变化引起的结构位移对线路结构的影响小，运营期间养护工作量少等，而且造价也较为经济，所以本设计规范要求桥梁上部结构应优先采用预应力混凝土结构。

桥梁的上部结构直接承受列车荷载，由于高速列车运行时动力响应加剧，为保证列车运行安全和旅客乘坐舒适，加强上部结构的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，使其满足刚度限值的要求，以提高结构的动力特性，都是十分必要的。

高架线路上采用多孔等跨简支梁桥的型式，具有以下优点：等跨简支体系的桥跨外形一致、截面相同、构造布置统一，使桥跨密集的高架线路在运营中的管理工作大为简化，也便于结构的日常检查和养护维修。

高架线路采用简支体系的梁桥，更能适应地质不良、地基承载力低的地段。

等跨简支梁，工程量大，适宜于现场工厂化预制，逐孔架设，能显著提高施工速度。

多孔等跨布置的连续梁，能够提高梁部结构整体性和刚度，并且对保持桥上线路的平顺性更有利，从而提高桥上行车的舒适性和安全性。

采用适当的施工方法能保证桥梁的经济性和施工进度。

钢筋混凝土刚架结构，是一种空间静不定结构，整体性好，具有较好的刚度和抗震性能，日本高速铁路高架桥多采用这种结构型式，有一定的使用经验。

故当技术经济条件相宜时，也可采用这种结构型式。

斜交刚架和框构桥在跨越道路等场合，其适应性强，整体性好，可以采用。

钢混凝土结合梁或型钢混凝土结构跨越能力强，施工方便，并且由于结构重量轻，有显著的抗震优势，故在跨越繁忙道路或抗震要求较高的场合适用。

根据以上分析，本规范建议优先采用预应力混凝土结构，根据需要也可采用钢筋混凝土结构，钢结构和钢—混凝土结合结构。

我国既有铁路线上的混凝土连续梁，无论是单线桥或双线桥，无一例外的全部都是采用箱形截面构造。

这是因为箱形截面整体性强，抗扭刚度大，是当代混凝土桥特别是大跨度混凝土桥的主要形式。

用于客运专线铁路上，其动力特性更显得优越。

但是，对于跨度40m以下的混凝土简支箱梁，应考虑梁体运输、架设问题。

目前，我国既有铁路，除个别工点外，基本上是采用T形截面构造。

这种截面形式的混凝土梁，分片预制，分片架设后将横隔板桥面联成整体，若用于客运专线铁路上，为保证桥跨的整体性，架设后必须通过现浇混凝土将桥面、隔板联成整体并施加横向预应力。

说明图，在梁高相同条件下的截面刚度（以I表示）的计算结果，从图中可以看出，两者的竖向刚度，彼此相差不大，而箱形截面的横向刚度和抗扭刚度明显大于T形截面。

说明图，从图中可以看出，两种截面形式的混凝土梁的竖向刚度和扭转刚度是比较接近的，说明对于16m这样较小跨度的混凝土梁，采用Ta)跨度32m梁b)跨度16m梁说明图7.1.5 截面刚度比较图总之，箱形截面梁，刚度大，整体性好，具有较好的动力特性，架设（或制造）可一次到位，无工地联接工作，工期较短，应当是中小跨混凝土梁部结构的首选型式。

它的主要缺点是自重大，桥面宽，预制架设需要重型设备等。

至于在双线并列情况下，梁部结构是采用单线梁的分离式结构，还是采用双线整体式结构的问题，经研究认为，对于中等跨度的连续梁结构，考虑到一般均采用悬臂灌注法施工，显然以采用整体式结构较为合理。

而对于小跨度简支梁结构，则需要从制造、运输、架设和运营、养护、特别是结构动力性能等诸方面，进行分析比较。

比较结果认为：单箱单室双线整体箱形截面梁，具有腹板少，圬工省，较厚的腹板有利于布置钢筋和提高耐久性等优点。

单线单箱单室箱梁结构尺寸较小，重量较轻，便于运输和架设，施工设备动力要求较小，但其圬工用量较多，且列车运行平稳指标比双线整体结构要差一些。

尤为重要的是，双线单箱整体式结构，由于结构横向刚度大，改善了旅客乘坐舒适度。

北方交通大学在研究中曾先用16m和32m高速铁路混凝土简支梁，保持频率不变，改变桥梁的质量和刚度（各增大一倍）计算在高速列车通过时的车体加速度、旅客乘坐舒适度的斯佩林指标和轮重减载率进行对比。

计算结果，16m单线简支梁的车体加速度最大值为22cm/s2几乎为双线桥的两倍，16m单线桥的斯佩林指标最大值为2.21，双线桥为1.79，指标降低了0.42，舒适度大为改善，16m双线桥的轮重减载率也有所降低。

L=24m的混凝土简支箱梁的舒适度指标，从单线梁的2.229降至双线整孔梁的1.8效果十分明显。

32m简支梁得计算结果与此基本一致。

因此，从保证高速列车运行乘坐舒适度的角度来看，联成整体的双线桥比单线桥优越，故宜优先考虑，但考虑到有些地区或特定的条件，如在山区桥隧相连地段，整孔双线箱梁难以从两边隧道运输通过，同时就地现浇架设条件也很困难，故也有采用并置的单线箱型截面梁，如在石太客运专线上，这种情况也是有的。

对于跨度16m及以下的桥梁，钢筋混凝土框架桥、钢筋混凝土连续刚架、小跨度刚架连续梁、整体式钢筋混凝土板梁、横向联结的多片式T梁等均能满足高速行车的要求，故可以根据工点的实际情况、施工条件等来选择合理的结构型式。

7.1.6 斜交桥梁由于梁体两侧挠度差异，将会影响高速列车的运行安全和旅客乘坐的舒适度，故一般不宜设置斜梁。

斜交不可避免时，应做成与桥轴线小于60o的斜交。

出于同样的原因，为避免台后轨枕一头支于桥台另一头支于路基会造成不均匀沉降影响行车的平稳性，故本条规定，一般斜交桥后边线，宜做成与线路中线垂直。

7.1.7 客运专线铁路桥面设置与普通铁路不同，目前铁路客运专线的轨道形式也呈多样性，如有砟轨道、无砟轨道等，无砟轨道又分CRTSⅠ型和CRTSⅡ型；同时桥上附属设施较多，如各种电缆、接触网支柱、安全防护设施及疏散通道等等，以及养护维修的检查通道等，在客运专线设计时应全面考虑这些设施的统筹布置，既要满足其功能使用要求又要考虑其经济合理。

7.1.8 涵洞结构处在路基之内，洞顶有填土，高速列车的动力响应相对地影响较小，所以，普通铁路的涵洞，一般来说也可用于客运专线铁路。

本条规定是根据既有普通铁路线上涵洞使用多年的经验，以及目前在建的京津城际、武广、郑西等客运专线均大量采用了钢筋混凝土框架涵的现状，推荐采用整体性好，适应性强，又方便施工，便于检查维修的矩形框架涵。

7.1.9 桥涵结构物与路基的结合部，由于路基与桥涵结构物的刚度不同，以及路基与桥涵结构物的沉降不一致，会造成高速行车的跳车现象。

相对地涵洞由于洞顶有填土对高速行车的影响小一些。

对于桥梁，两桥桥台之间的净距离过近时，会造成短时间内两次跳车，对旅客乘车的舒适性产生影响。

另外，由于两桥后均要设置过渡段，距离过近，剩余的普通路基已不多，故与两桥连起来相比，经济上已没有多大差别。

对于涵洞或框构，由于客运专线铁路路基的填筑要求很高，一般应采用大型机械压实。

涵或框构之间的净距过小，会造成施工困难。

根据以上分析，并参考秦沈客运专线的经验，综合各种因素提出两桥之间、框构或涵（桥涵）之间路基长度适宜的净距离。

但对于一些特殊情况，如两沟当中的山包设置路基长度不满足最小长度要求，而设桥又是路堑内设桥，明显不合理，故对于这种类似的情况路基应特殊处理使之满足一般路基过渡段的要求。

桥梁和涵洞的设置应和原有自然水系及排灌系统的排水做好衔接，使排水通畅，对上下游的影响最小为宜。

为了保证桥涵附近路堤的稳定，桥涵设计时应满足路基排水的需要。

线路位于深切冲沟等特殊地貌、地质条件地段不能简单设置涵洞通过，要进行桥梁、涵洞方案比较确定。

设置涵洞时容易积水或排水不通畅对特殊地貌、地质条件下的路基工程造成较大不安全影响时，宜采用桥梁通过。

客运专线行车对轨道平顺性提出了高要求，是影响轨道平顺性的最重要的因素，通过试验观测桥涵发生的变形和沉降成为必然。

故对于客运专线无砟桥涵应设立观测基准点，进行系统观测与分析，其测点布置、观测频次、观测周期应符合《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估指南》的有关规定。

现行铁路工程桥涵专业设计规范对混凝土结构主要考虑结构的承载能力，而较少考虑环境作用引起的材料性能裂化对结构的影响。

为了使我们桥涵混凝土结构设计能够适应铁路工程建设的需要，并有利于可持续发展的战略，已颁布制定了《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》。

我们客运专线桥涵结构的设计也按此规定办理。

7.2.1 本规范有关荷载的内容是在现行铁路桥涵设计规范的基础上，针对客运专线铁路桥涵设计的特点，进行必要的修订和补充。

所以，荷载的分类及荷载的组合原则仍然沿用铁路桥涵设计规范的规定，只是根据高速行车和采用无缝线路的实际情况，在荷载项目上，增列了长钢轨伸缩力、挠曲力和断轨力和高速行车引起的气动力。

桥梁因温度变化而伸缩，因列车荷载作用而发生挠曲。

桥梁的这种变形受到轨道结构的约束。

又因桥上无缝线路的连续性，致使梁变形时，钢轨产生两种纵向水平力，分别称之为伸缩力和挠曲力，同时，两种力也反作用于梁，并传递到支座和墩台上。

伸缩力和挠曲力都是主力，但两者在同一轨道上不会同时产生。

桥上无缝线路的钢轨，由于疲劳、纵向力过大或其他原因损伤而可能造成断轨，从而产生断轨力。